JPS6333769A - 光磁気印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁性トナーを用いた光磁気印刷方法の印刷方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の光を用いた印刷方法には大別して静電方法と光磁
気方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の静電方法や光磁気方法の印刷方法には以
下の問題点がある。前者は高電圧の使用が不可欠であり
、静電気が発生してトナーやほこりが不要部に付着した
り、取シ扱い上人体に危険であるなどの欠点があった。

後者は、静電気を発生せず、トナーやほこりが不要部に
付着することは少ない利点があるが、トナーを選択的に
付着させ転写を行なうための光磁気層の消磁または磁性
反転に多量のエネルギーの光入力を必要とし、通常に使
用されている小型の半導体レーザ等では書き込めないと
いう欠点があった。

本発明はこれらの問題点を解決するもので、静電気を発
生せず、少量のエネルギー強度の光入力でも光磁気層の
消磁や磁性反転を容易に行なうことができ、装置を小型
化できる光磁気印刷方法を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光磁気印刷方法は、トナーの選択的付着をさせ
る光磁気層と前記光磁気層を局部的に加熱するための光
照射部のみの電流を制御できる光スイッチング層を隣接
して設置して電気的バイアスを印加しながら光書き込み
を行なうことを判徴とする。

〔作用〕

上記の方法によれば、前記光スイッチング層に光照射を
行なうと、前記照射部分は局部的に電気抵抗が著しく低
下し、（以下この低下をＯＮ状態と呼ぶ）、同時に電気
的バイアスを加えておくと前記光スイッチング層に局部
的な電流が流れ、前記抵抗層および前記磁性層の前者ま
たは両者を前記磁性層のキューリ一点以上に局部的に発
熱させて前記磁性層を局部的に消磁または磁性反転させ
ることができる。この場合、前記光照強度は少光量でも
十分に前記光スイッチング層をＯＮ状態にできる。

〔実施例１〕 第１図（ａ）に本発明の一実施例を、同図（１））に同
図（ａ）で使用した光磁気ドラムの断面を示す。光磁気
ドラム１はアルミ円筒２を基材としている。その上に順
次熱絶縁層６、金属電極４、光スイッチング層５、磁性
層６および透明を極７を形成した。

電気的バイアスは透明電極７と金属電極４の間にスイッ
チ９を介して電源８によシ印加した。

熱絶縁層３はポリイミドを用いて厚さ１０〜５０μｍに
形成し、金属電極４はアルミニウムを用いて厚さα３〜
２μｍに形成した。光スイッチング層５はシリコンの薄
膜トランジスタ構造を構成し、厚さが１〜５μｍでフォ
トトランジスタとして動作するようにした。磁性層６は
イツトリウム・ガリウム・ガーネット系の多結晶薄膜を
用い、粒界部のストイキオメトリ−を変更させて１〜１
０３０αの抵抗層となるよう膜厚をα３〜２μｍで形成
した。また磁性層６は近赤外光から可視光まで、はとん
ど光の吸収がなく透明であった透明導電層７は酸化イン
ジウム薄膜を０．５〜１μｍとし、表面硬度が比較的大
きいため保護膜を兼用した。

本発明の方法を第１図体）によって説明する。

半導体レーザ素子１０を変調器１１により発振させ、変
調を行なってレーザビームパルス１２を所定の周期でレ
ンズ１５、回転鏡１４を介して光磁気ドラム１表面に走
査方面１５に走査させながら入射させた。この時、光磁
気ドラム１は図の矢印方向に回転させながら消磁器１６
で磁性層６を消磁し、クリーナ１７でクリーニングを行
ない、着磁器１８で均一に着磁を行なった後、着磁器と
反対の方向に磁気バイアスコイル１９で磁場をかけなが
らレーザビームパルス１２を照射した。同時に摺動子２
０．２１を第１図（ａ）に示すように各々金属電極４お
よび透明電極７表面に接触させてスイッチ９を介して電
源８により電気的バイアスを印加した。前記照射部は磁
性層６が局部的に磁性が反転してトナーコータ２２によ
り磁性トナー２４を選択的に付着させることができ、通
常のゼログラフィーのように紙２３に容易に転写・定着
することができる。

次に第２図に示す一実施例を用いて、本発明の方法の作
用を説明する。

光磁気ドラム１の表面に形成された磁性層６は着磁器１
８が形成した磁力線２５と同一の着磁化方向２６に均一
に着磁された。（図（ａ））次に図（′ｂ）に示すよう
に、あらかじめ電源８とスイッチ９で電気的バイアスを
透明電極７および金属電極４を介して磁気層６と光スイ
ッチング層５に印加しておき、磁気バイアスコイル１９
でバイアス磁場をかけなからレーザビームパルス１２を
局部的に照射したとζろ、光スイッチング層５の詐照射
部分２８がＯＮ状態となシ透明電極７を介して磁性１層
６の光照射部２９に電流２７が集中して流れた。この時
光スイッチング層５のＯＮ状態となった光照射部分２８
の電気抵抗分は、磁性層６の光照射部２９と比較して無
視できる程小さかった。したがってほとんどの電気エネ
ルギーを磁性層６の光照射部２９で消費したために光照
射部２９の温度は１Ｘ１０””秒以下のレーザビームパ
ルスの入力でも約１８０℃以上に上昇し、磁性層６の坊
ユーリ一点をはるかに超えてしまい、磁化も消失した。

しかし光照射終了光スイッチング層の光照射部分２８は
１０−６秒以内に高抵抗状岬（以下１’−ＯＦＦ状態」
と呼ぶ）となシ磁性層の光照射部２９が１０−４秒以下
でキューリ一点以下の温度に冷却されて、冷却中に磁気
バイアスコイル１９で形成されたバイアス磁界の力磁力
線３０と同一の方向に局部的に再磁化された。

第２図（Ｃ）に示すように冷却後の磁性層６中の磁化反
転部分との境界３１の付近はドラム表面へのもれ磁界３
２が大きく、同図（ｄ）に示すように磁性トナー３３は
境界３・ｆｌｒの付近に選択的に付着した。

〔実施例２〕 第３図に本発明の方法を利用した他の実施例とその作用
を示す。同図（ａ）に示すようにアルミ円筒２上に順次
熱絶縁層３、金属電極４、光スイッチング層５、および
磁性層６を第１図の実施例１と同様に形成した。ただし
磁性層６は厚さ１μｍとし、第１図の実施例１と同様に
消磁、クリーニングを行なった後、磁化方向２６に着磁
した。電気的バイアスは磁性層６と金属電極４間に印加
し、バイアス磁界を印加しながらレーザビームパルス１
２を照射したところ、実施例１と同様な作用により磁性
層６の光照射部に電流２７が流れ発熱した。この場合電
流は磁性層６中を流れ、レーザビームパルス１２の照射
部周辺部３４で第６図（ｂ）に示すように集中して局部
的に発熱し、消磁され、光照射後は急速に冷却されて着
磁方向に印加されたバイアス磁界による磁力線３０と同
一方向に照射部周辺部３４の部分だけが再磁化された。

磁性インク粉末３３は同図（Ｃ）に示すように磁化反転
部の境界付近に凝集付着され、また本実施例では照射中
心部３５は消磁されず、実施例１より磁化反転部の境界
が多く形成されるために同一レーザパルス照射条件の場
合は、磁性インク粉末の付着量が多くなり、転写後の印
刷濃度も濃厚となり明瞭に印刷された。発熱、冷却速度
は実施例１と同程度であった。

〔実施例３〕 第４図は磁性１ｉｉ６と透明電極７の間にスリット電極
層３６を設置した光磁気ドラムの部分断面である。スリ
ット電極層３６は季さ０．３μｍのアルばニウム薄膜で
形成し、膜中印刷に必要なドツト径と同程度の互いに同
一径の穴３７を所定の間隔で無数に形成した。レーザビ
ームパルス１２のビーム径が太くなっても、磁性層６の
磁化反転部は同一径となり、転写後の印刷品質も非常に
良好であった。

〔実施例５〕 第６図は金属電極４と光スイッチング層５の間に、厚さ
２μｍのサーメット合金薄膜を用いた抵抗層３８を形成
したことを特徴とした光磁気ドラムの部分断面であり、
他は実施例２と同５様の構成である。本実施例では光照
射時の発熱量を抵抗層３８の厚さを変化させることによ
り磁性層６の厚さを変えることなく容易に制御できた。

動作時の作用は実施例２と同様であるが抵抗層３８の光
照射部でも発熱させる点だけが異なる。磁性Ｉｋｉ６の
磁化強度の制御と抵抗層３８による発熱量の制御をほぼ
独立して行なえるために、印刷濃度と品質の制御が独立
して良好に行なうことができた。

〔実施例６〕 第７図は実施例５と同様の構成をさせ、最上表面に厚さ
α３μｍの透明電極７を形成したものである。実施例１
と同様に磁性層６の材料の比抵抗が大きい場合でも安定
して電気的バイアスを金属電極４と透明ｉａ唖７間に印
加することができ、実施例５とほぼ同様に印刷濃度と印
刷品質の制御がほぼ独立して行なうことができた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、小型の光源を用い
て、少量の光強度で高速に印刷でき、また静電気を使用
しないために不要部分への磁性インク粉末の強固な付着
や飛散等がなく非常に安定した印刷ができた。さらに高
電圧を必要としないため、電源が小型化でき、操作上人
体に感電による危害がなく印刷装置全体が小型軽量とな
った。

本発明の実施に用いた光磁気ドラム表面に形成する材料
は従来のほとんどの静電方式の光プリンタに使用されて
いる有機物半導体と比べて、非常に硬く、耐摩耗性が良
好であるため、光磁気ドラムの寿命が従来の静電方式の
光プリンタに比ベー桁以上も長くなシ、印刷品質の低下
も少ないことが判明した。さらに印刷の応答性は熱絶縁
層や磁性層の材質や厚さを変更することによシ独立に自
由に制御することができた。また実施例５，４にみられ
るように、光ビーム径にバラツキがあっても同一径の点
を印刷できるばかりでなく、径のサイズや形状や間隔を
自由に制御することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を用いた光磁気印刷装置の実施例
の概略説明図（ａ）および前記装置に用いた光磁気ドラ
ムの部分断面図（１））、 第２図（ａ）〜（ｄ）は第１図に使用した光磁気ドラム
の部分断面図と本発明の方法を用いた作用の説明図、 第３図（ａ）、　（１））、　（Ｃ）、第４図、第５図
、第６図及び第７図は他の実施例に用いた光磁気ドラム
の部分断面図。 １・・・光磁気ドラム　　　２・・・アルミ円筒３・・
・熱絶縁層　　　　　４・・・金属電極５・・・光スイ
ッチング層　６・・・磁性層７・・・透明電極　　　　
　８・・・スイッチ９・・・電　源　　　　　１０・・
・半導体レーザ素子１１・・・変調器　　　　　１２・
・・レーザビームパル１３・・・レンズ　　　　　　　
　ス １４・・・回転鏡　　　　　１５・・・走査方向１６・
・・消磁器　　　　　１７・・・クリーナ１８・・・着
磁器 １９・・・磁気バイアスコイル ２０．２１・・・摺動子　　　　２２・・・トナーコー
タ２３・・・紙 ２４．５５・・・磁性トナー　　２５．５０・・・磁力
線３４・・・照射周辺部　　　　　２６・・・着磁化方
向２７・・・電　流　　　　　　　２８・・・光照射部
分２９・・・光照射部　　　　　　３１・・・境　界３
２・・・もれ磁界　　　　　　３５・・・照射中心部３
６・・・スリット電極層　　　５７・・・穴３８・・・
抵抗層 以　　上 出願人　セイコーエプンン株式会社 （Ｇ） 第１図 （Ｑ） 第２図 （Ｃ） 第６図 ６：石ム、泣壜 第５図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光を照射すると電気的インピーダンスが変化する光スイ
   ッチング層と磁性層とを用い、前記光スイッチング層に
   電気的バイアスを印加しながら局所的に光パルスを照射
   した後、前記光スイッチング層の前記光パルス照射部分
   の電気的インピーダンスを低下させて局所的に電流を流
   し、前記磁性層の前記光パルス照射部分に隣接した部分
   を局部的に加熱または発熱させて磁化を消失させもしく
   は磁化を反転させることにより、前記磁性層付近に磁性
   インク粉末を選択的に付着させた後転写することを特徴
   とする光磁気印刷方法。